振动传感器有哪些类型
按机械接收原理分：相对式、惯性式；
按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式；
振动传感器按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。
以上三种分类法中的传感器是相容的。
1、相对式电动传感器
电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。
2、电涡流式传感器
电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。
3、电感式传感器
依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
4、电容式传感器
电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。
5、惯性式电动传感器
惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。
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振动检测传感器的应用 加速度传感器的应用： 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。 加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山？还是在走下坡，摔倒了没有？或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是，你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。加速度传感器可以测量牵引力产生的加速度。 目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害，最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。概括起来，加速度传感器可应用在控制，手柄振动和摇晃，仪器仪表，汽车制动启动检测，地震检测，报警系统，玩具，结构物、环境监视，工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析；鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。 激光多普勒传感器的应用： 本测试仪特别适用于测量那些质轻，微小的物 体（如声学喇叭，电脑硬盘，其他微机电系统等） 或者远距离不可接触到的物体（如高高的钢架，风 洞试验设备等）。广泛应用于航空，汽车,国防和民 用工程领域。
习题1 1-1衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说说它们的含义。 答： 1、线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或 偏离）程度的指标。 2、灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 3、分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 4、回差：反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中。。。输 出-输入曲线的不重合程度指标。 5、重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全程连续多次 变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。 6、阈值：是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附 近的分辨力。 7、稳定性：传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、漂移：指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输人量无关的、不 需要的变化。 9、静态误差(精度）：指传感器在满量程内任一点输出值相对其理论值的可能偏 离(逼近)程度。它表示采用该传感器进行静态测量时所得数值的不确定度。 1-2 计算传感器线性度的方法有哪几种？差别何在？ 1、理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。优点是简单、方便，但输出平均值与拟合直线间的最大偏差很大。 2、端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 y=b+kx b截距k为斜率与理论直线发一样简便偏差很大 3、“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。这种方法的拟合精度最高，但是只能用图解法和计算机结算来获得。（断电平行法） 4、最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。最小二乘法的拟合程度很高，但是校准曲线相对拟合直线
传感器安装方式对振动测试的影响 一、传感器的安装有方向性,传感器的外形一般是以圆柱体为主,它的轴线要与振动方向一致,否则传感器测量到的就是振动的横向分量了,采集到的数据不准确。 二、对于固定点和测量点GB/T2423-10-1995 中规定如下: 3.1 固定点fixing point 样品与夹具或与振动台点接触的部分,在使用中通常是固定样品的地方。如果实际安装结构的一部分作夹具使用,则应取安装结构和振动台点接触的部分作固定点,而不应取样品和振动台点接触的部分作固定点。 3.2 测量点measuring point 试验中采集数据的某些特定点具有两种形式,下面给出其定义。 注:为了评价样品的性能,可以在样品中的许多点上进行测量,但在本标准中,这种情况不作为测量点看待,对这方面的更详细的叙述见附录A2.1。 3.2.1 检测点check point 位于夹具、振动台或祥品上的点,并且要尽可能接近于一固定点,而且在任何情况下,都要和固定点刚性连接。 试验的要求是通过若干检测点的数据来保证的。 如果存在四个或四个以下的固定点,则每一个都用作检测点。如果存在四个以上的固定点,则有关规范中应规定四个具有代表性的固定点作检测点用。 在特殊情况下,例如对大型或复杂样品,如果要求检测点在其他地方(不紧靠固定点,则在有关规范中规定。
当大量的小样品安装在一个夹具中时,或当一个小样品具有许多固定点时,为了导出控制信号,可选用 单个检测点(即基准点,但该点应选自样品和夹具的固定点而不应选自夹具和振动台的固定点。这仅当夹具装上样品等负载后的最低共振频率充分高过试验频率的上限时才是可行的。 3.2.2 基准点reference point 是从检测点中选定的点,为了满足本标准的要求,该点上的信号是用来作控制试验之用的。 测量点加速度传感器的安装:与控制加速度计的安装类似,但测量点必须选在试件刚性较大的地方,否则测出的振动可能是局部振动并不反映测试点的总体振动情况。 三、对下图测量曲线的分析 从下图可以看到蓝色曲线是CH1控制点曲线,浅绿曲线是CH2测量点曲线。红、黄是退出和警告曲线。另两个是目标和共振曲线。 试验条件是10-100Hz,加速度是10M/S^2;此曲线是试验结束后保存的数据。 从图中可看出目标曲线、共振曲线、与控制点的曲线基本是重叠的,说明了振动试验正常,产品在振动时无大的偏差。 我们再看测量点CH2的曲线波形是断续的,不是连续的,在某些频率范围内测量值很小甚至没有信号输出了。从40Hz开始,测量逐步在增大,在60和约71-72Hz两个点出现尖峰值了。很明显测量点的输出信号是不正常,测量曲线的波形是断续的,说明测量信号时有时没有。这个原因有两种情况,一是传感器及连接线之间有虚断存在或传感器坏了。二是可能传感器安装不对了;三可能是有干扰信号。 光从一个图片,我们是很难找出问题存在的原因。
振动入门知识及传感器简介 工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。常用单位为：米/秒2 (m/s2)，或重力加速度(g)。 描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。 最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用方便，所以成为最常用的振动测量传感器。 传感器的种类选择 压电式- 原理和特点 压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单，商业化使用历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。 压阻式 应变压阻式加速度传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥，其结构动态模型仍然是弹簧质量系统。现代微加工制造技术的发展使压阻形式敏感芯体的设计具有很大的灵活性以适合各种不同的测量要求。在灵敏度和量程方面，从低灵敏度高量程的冲击测量，到直流高灵敏度的低频测量都有压阻形式的加速度传感器。同时压阻式加速度传感器测量频率范围也可从直流信号到具有刚度高，测量频率范围到几十千赫兹的高频测量。超小型化的设计也是压阻式传感器的一个亮点。需要指出的是尽管压阻敏感芯体的设计和应用具有很大灵活性，但对某个特定设计的压阻式芯体而言其使用范围一般要小于压电型传感器。压阻式加速度传感器的另一缺点是受温度的影响较大，实用的传感器一般都需要进行温度补偿。在价格方面，大批量使用的压阻式传感器成本价具有很大的市场竞争力，但对特殊使用的敏感芯体制造成本将远高于压电型加速度传感器。 电容式 电容型加速度传感器的结构形式一般也采用弹簧质量系统。当质量受加速度作用运动而改变质量块与固定电极之间的间隙进而使电容值变化。电容式加速度计与其它类型的加速度传感器相比具有灵敏度高、零频响应、环境适应性好等特点，尤其是受温度的影响比较小；但不足之处表现在信号的输入与输出为非线性，量程有限，受电缆的电容影响，以及电容传感器本身是高阻抗信号源，因此电容传感器的输出信号往往需通过后继电路给于改
振动传感器 振动传感器分为压电式，磁电式，微型振动传感器。 常用振动传感器有以下几种： 1.压电片谐振式：使用压电片接收振动信号，压电片的谐振频率较高，为了降低谐振频率，使用加大压电片振动体的质量来实现，并使用弹簧球代替附加物，降低两谐振频率，增强了振动效果。其优点是灵敏度较高，结构简单。但是需要信号放大后送到TTL电路或者单片机电路中，不过使用一个三极管单级放大即可 2.机械振动式：传统的振动检测方式，受到振动以后，弹簧球在较长的时间内进行减幅振动，这种振动便于被检测电路检测到。振动输出开关信号，输出阻抗与配合输出的电阻阻值所决定，根据检测电路的输入阻抗，可以做成高阻抗输出方式。 3.微型振动传感器：将机械式振动传感器微型化，将振动体碳化并进行密封处理，其工作性能更可靠。输出开关信号直接与TTL电路和或者单片机输入电路相连接，电路结构简单。输出阻抗高，静态工作电流小。 振动传感器按其功能可有以下几种分类方法： 按机械接收原理分：相对式、惯性式；按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式； 按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 以上分类法中的传感器是相容的。
1、相对式电动传感器 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽(0～10 kHZ)，线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器
2016年《振动测试实验》综合练习题 1、关于振动传感器，请回答以下问题： 1）振动传感器主要有那些类型？哪种传感器目前使用最广泛？ 答：①振动传感器按所测机械量分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 ②目前使用最广泛的是加速度传感器。 2）加速度传感器安装方式有哪些？对于飞机空中振动环境测试，你认为哪几种安装方式较合适？ 答：①加速度传感器安装方式：刚螺栓连接、胶合螺栓、石蜡粘接、双面胶、永久磁铁。 ②对于飞机空中振动环境测试，用刚螺栓连接、胶合螺栓较合适。 3）加速度传感器和力传感器的主要技术指标？ 答：（1）灵敏度：电信号输出与被测运动输入之比。加速度传感器的灵敏度通常为V/g或PC/ms-2、V/ms-2。力传感器的灵敏度通常为V/N。（2）频率响应特性（包括幅频特性和相频特性）。（3）动态范围：可测量的最大振动量与最小振动量之比。下限取决于连接电缆和测量电路的电噪声，上限取决于传感器的结构强度。（4）横向灵敏度：垂直于主轴的横向振动也会使传感器产山输出信号。该信号与主轴灵敏度的百分比为横向灵敏度。（5）幅值线性度：实际传感器的输出信号只在一定幅值范围内与被测振动成正比（即保持线性特性）。在规定线性度内可测幅值范围称为线性范围。 4）一般振动数据采集设备最大输入电压为10伏。测量一结构加速度响应，加速度最大值预估约为20g，现有加速度传感器甲（灵敏度：50mv/g）、乙（灵敏度：500mv/g）各一只，选用哪一个传感器？请说明理由。 答：灵敏度等于输入电压除以加速度为10V/20g = 500 mv/g，所以选择乙传感器。 2、关于激振器，请回答以下问题： 1）常用的激振器安装方式有哪两种？两种安装方式的分别有何技术要求？ 答：①常用的激振器安装方式：刚性支承、柔性悬挂。 ②刚性支承安装要求：垂直向、横向、纵向支承刚度足够大。 支承系统（激振器+支架）的最低阶固有频率＞试验件最高阶固有频率。 柔性悬挂安装要求：垂直向、横向、纵向支承刚度足够小。
３.水泵振动监测及研究 ３.１振动测量简介 振动测量时对振动量和系统振动特性进行的测量。振动量包括振动幅值、振动频率和相位；振动特性指系统的刚度、阻尼系数、固有系数、固有频率、振型和动态响应等。 泵的振动测量，通常只测量振动幅值及振动频率，并由此给出烈度级，需要时还可进行频谱分析。对泵的振动特性常用振动位移幅值、振动峰值、振动频率和振动烈度级作出评价。 振动测量的方法：按力学原理分为相对式测量法和惯性式测量法；按振动信号转换方式分为电测法、光测法和机械测振法。对泵通常采用电测法。 振动的电测法 ３.１.１振动电测法的基本测试系统，其各部分仪器种类繁多，性能也有差别，应根据不同的测试要求合理选择配套。 ３.１.２工程常用测振仪简介 工程常用测振仪由振动传感器、测振仪和记录分析仪器组成。 a)振动传感器又称拾振器，工程商常用的有位移传感器、惯性式速度型传感 器和惯性式加速度型传感器。速度型传感器除直接测量振动速度外，在把其输出电压经过积分线路与微积分线路后，还可以测量振动位移和加速度。此外，拾振器和用于噪声测量的声级计可以配套使用，测量振动。 b)测振仪也称放大器，具有显示和输出两种功能。 c)记录分析仪器常用的记录分析仪器有光线示波器、磁带记录仪、电平记录 仪和X-Y记录仪等。 ３.１.３参数测量 参数测量包括振动基本参数测量和振动特性参数测量。前者测量的参数为振动频率、振动幅值和相位；后者测量的参数为固有频率、阻尼系数和振型等。泵主要测量基本参数。 （1）振动频率的测量有以下几种方法： a、用数字式频率计直接测读频率。这种方法简便，精确度高，稳定性也较好，还可以对简谐波型以外的振动进行测量。 b、用录波比较法测频率。它是把振动波形的时程曲线记录在记录纸上，同时记录时标信号，如果时标信号为1s（即两条时标线的时间间隔为1s），则两条时标线间的完整波个数为振动频率。波形的时程曲线常用光线示波器记录。 c、用声级计和光线示波器联合测量频率，并进行频谱分析。 （2）振动幅值的测量振动幅值指位移幅值、速度值和加速度值。通常也把位移幅值称为振幅。 a、位移幅值测量：以下三种情况都要测量位移幅值。振动幅值较低，速度和加速度值大，不便使用速度和加速度传感器时，则用位移传感器测量位移幅值；某些设备或结构物需限定其振幅不超过允许值，此时就要直接测量位移幅值；需要通过测量位移进行应力计算时，则必须测量位移幅值，如水工闸门的振动问题就是如此。 b、速度值测量：如果振动频率处于中频段，且位移较小时，可用速度传感器测
振动传感器种类、原理及发展趋势 【摘要】振动传感器是一种能感受机械运动振动的参量(振动速度、频率，加速度等)并转换成可用输出信号的传感器。 在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂，被世界各国列为尖端技术，特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术，为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益，且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。 【关键词】种类；原理；发展趋势 【Abstract】:Vibration transducer is atransducer that can feel the vibration of a mechanical movement parameters (frequency of the vibration velocity, acceleration, etc.) and converted into usable output signal of the sensor. At the height of the development of modern industry, modern testing technology to digitization, information management has become an inevitable trend of development, and testing system for the front end is the sensor, it is the soul of an entire test system, is listed as a leading-edge technology around the world, particularly in recent years, the rapid development of IC technology and computer technology, the development of a sensor provides a good and reliable scientific and technology base. Place the sensor development, Crescent IK, and multipurpose digital, is a modern and intelligent sensor development, an important feature. 【Keywords】:type , principle , inevitable trend of development 振动传感器的分类
第七章振动测试 一、填空题 1 振弦式传感器是以作为敏感元件，其与其的大小，因而弦的能表征的大小。 2 振弦式传感器中，将待测力作用在，改变弦的大小，因而弦的变化能表征的大小。 3 振弦式传感器主要由、、、、等组成。 4 振弦式传感器中，待测力通过改变弦的张紧力。激励器供给弦使弦。拾振器将弦的转换成的电信号输出。振弦把的变化转换成的变化。 5 振弦式传感器中，激励振弦自由振动的方式有和两种。 6 振弦式传感器的间歇激励中，只有和，既作为，又作为。 7 采用电流法连续激励的振弦式传感器中，传感器与组成振荡器。作为振荡器的正反馈网络。 8 采用电磁法连续激励的振弦式传感器中有两套线圈和永久磁铁，一个作，一个作。 9 振筒式压力传感器结构上主要有、、、。 10 振筒压力传感器中，激励线圈和拾振线圈通过耦合，与和反馈网络组成一个以为谐振频率的系统。 11 振筒式压力传感器中，若让它的振动频率越高，器振也越。因而，通常振筒总是在它下振动。 12 振筒式传感器中振筒振动起来后，由于振筒是磁路中的一部分，它的振动改变了磁路中的大小，引起的变化，在拾振线圈中产生。 13 振筒式压力传感器中，在振筒材料、尺寸一定情况下，只与振筒刚度有关，而这时的刚度只与筒壁有关。故与成单值函数关系，这时测量的变化，即可确定筒内的。 14 振筒式传感器中的振筒换成，激励器和拾振器放在，就
成为振管式传感器，用于测量。当振管振动时，随之振动，当发生变化时，系统发生变化，即可确定。 15 普通振膜式传感器是由、、、组成，其中的、拾振器和，再加上组成振荡系统。 16 振膜式传感器中，压力膜片受力，使压力膜片支架上固定着的支撑支架张角改变，振膜发生变化，因而振膜的发生变化。 17 将普通振膜式传感器中的取消，用代替和，并直接固定在上，就成为压电陶瓷振膜式传感器。 二、判断题 1 的惯性拾振器，其幅频特性曲线会出现“共振峰”。 2 用接触式拾振器测振时，须考虑拾振器质量对被测件运动加速度和固有频率的影响。 3 稳态正弦激振和脉冲激振都是宽带激振。 4 脉冲激振实验时，锤头垫的材料愈硬，则有效激振频率范围愈宽。 5 实验测得构件的共振频率就是其固有频率，且这时响应与激振力的相位差总是90 °。 6 进行绝对激振试验对，激振器一定要与地基牢固地固定在一起， 7 电动式激振器所产生的激振力与线圈所产生的电动力相等。 8 在机械结构振动参数测定实验中，若加大激振力，则所测得的构件的固有频率也变大。 9 阻抗头可以同时测定激振力和被测构件激振点处的响应。 10 在位移响应的虚、实频曲线中，只有虚频曲线包含幅频、相频信息。因此，常用虚频曲线来求阻尼比和固有频率。 11 由于互易法是用两只传感器互相比较来校准灵敏度的，故属于比较校准法。 三、选择题 1 阻抗头是测量振动系统 ( ) 的拾振器。 （ A ）振动位移（ B ）振动加速度（ C ）激振力（ D ）激振力及响应
全向振动传感器 它是一种全方位固态振动控制器件，传感部分采用目前最先进的固态加速度检测器件，既对振动有很高的检测灵敏度，也对周围环境的声音信号抑制，具有很强的抗干扰能力。 目前所出现的振动传感器为一弹簧振子,通过碰撞实现振动感应,主要缺点是有方向性,可靠性差。针对这一缺陷,本方案使用的传感器, 克服了这一弱点。敏感器件采用压电陶瓷片,置于一密闭腔中,两侧为金属小球,空腔设计为球形, 以利用小球滚动。在三维空间中,无论传感器在什么方位,始终有小球与压电陶瓷片接触。在振动时,小球对压电陶瓷片压力变化,产生脉动电压, 从而实现振动感应。因为本振动传感器的输出电压幅度主要取决于振动强度,在不同方向上振动, 输出电压太小差别不大，故为全方向性。 (1) 全向振动传感器工作原理 全向振动传感器,是一种目前广泛应用的报警检测传感器，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，并通过LM358等运放放大并输出控制信号。如图2-8所示为全向振动传感器电路图。 ND-2采用特别设计的低功耗检测控制芯片，静态耗电小于1μA ，是目前振动传感器中耗电最小的器件。为了方便使用，采用引线方式。引线连接方式：红线为电源正极，绿线为输出端，黑线为地。如图2-9所示为ND-2引线图。 当检测到振动大于一定幅度时，动作指示灯点亮，并发出报警。振动检测的灵敏度可以通过灵敏度调节旋钮调节，顺时针灵敏度增加，逆时针灵敏度降低。 3V 图2-8 全向振动传感器电路图 红 绿 黑 图2-9 ND-2引线图 如图2-10所示，ND-2采用集电极开路输出方式，其内部三极管的控制电流不小于10mA 。受内部定时器的控制，每检测出一次振动信号，三极管导通5秒，
压电式传感器测振动实验报告 篇一：压电式传感器实验报告 一、实验目的：了解压电传感器的测量振动的原理和方法。 二、基本原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。（观察实验用压电加速度计结构）工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。 三、需用器件与单元：振动台、压电传感器、检波、移相、低通滤波器模板、压电式传感器实验模板。双踪示波器。 四、实验步骤： 1、压电传感器装在振动台面上。 2、将低频振荡器信号接入到台面三源板振动源的激励源插孔。 3、将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。将压电传感器实验模板电路输出端 Vo1，接R6。将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与示波器相连。 3、合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。 4、改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。 光纤式传感器测量振动实验
一、实训目的：了解光纤传感器动态位移性能。 二、实训仪器：光纤位移传感器、光纤位移传感器实验模块、振动源、低频振荡器、通信接口（含上位机软件）。 三、相关原理：利用光纤位移传感器的位移特性和其较高的频率响应，用合适的测量电路即可测量振动。 四、实训内容与操作步骤 1、光纤位移传感器安装如图所示，光纤探头对准振动平台的反射面，并避开振动平台中间孔。 2、根据“光纤传感器位移特性试验”的结果，找出线性段的中点，通过调节安装支架高度将光纤探头与振动台台面的距离调整在线性段中点（大致目测）。 3、参考“光纤传感器位移特性试验”的实验连线，Vo1与低通滤波器中的Vi 相接，低通输出Vo接到示波器。 4、将低频振荡器的幅度输出旋转到零，低频信号输入到振动模块中的低频输入。 5、将频率档选在6~10Hz左右，逐步增大输出幅度，注意不能使振动台面碰到传感器。保持振动幅度不变，改变振动频率，观察示波器波形及锋-峰值。保持频率振动不变，改变振动幅度，观察示波器波形及锋-峰值。 篇二：实验六压电式传感器测振动实验 一、实验目的：了解压电传感器的测量振动的原理和方法。
振动测量技术复习题 一、填空题 1、已知环境对系统（机械设备或结构）的输入（激励）和系统的动态特性，求系统输出，工程上叫响应预测。 2、已知输入和输出，求系统的动态特性，工程上称为系统识别。 3、已知输出和系统的动态特性求输入，工程上称作载荷识别或环境预估。 4、临界阻尼系数：km C C 2=。 5、无量纲频率比n p /ωλ=，无量纲衰减系数c c c /=ζ。 6、非周期振动中，加速度（位移和速度）的各阶谐波分量在整个频率域上是连续分布的。 加速度传感器在低频区具有良好的幅频特性，在测量非周期振动时，只选用加速度传感器。 7、相对式电动传感器的电学特性与绝对式电动传感器是相同的。 8、在晶体上机械能（力或变形）到电能（电荷或电场）的变换成为正压电效应，反过来则成为逆压电效应。 9、压电式加速度传感器的类型常见有三种，即中心压缩式，剪切式，三角剪切式。 10、电涡流传感器是一种相对的非接触式传感器。 11、电感传感器由两种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 12、电压灵敏度的量纲是2/-?s m mV ，电荷灵敏度的量纲是2/-?s m pC 。 13、N /1倍频程滤波器也是一种恒百分比滤波器，但它的定义是N c c f f 112/2=。 14、恒带宽滤波器，取绝对带宽等于常数，即常数=-=123c c f f B 。 15、恒百分比带宽滤波器，取相对带宽等于常数，即%100/)(/00312?-==f f f f B b c c 。 16、鉴频器的功能就是把调频波频率的变化转化为电压的变化。 17、电磁式激振器是将电能转化为机械能，并将其传递给实验结构的一种仪器。 18、把被测振动信号送入示波器的垂直偏转轴Y ，而把已知频率的比较电压信号（有信号发生器提供）送入水平偏转轴X ，这是在示波器的显示屏上将出现李萨如图形。 19、使用频率计数器直接测定简谐波形电压信号的频率或周期成为直接测频法。 20、自由振动法测量机械系统的固有频率有两个途径即初位移法和撞击法（或敲击法）。 21、用振动波形图测定机械系统的衰减系数的基本公式是)/ln(/11+=i d x x i f n 。 22、用半功率点法测定机械系统的衰减系数的基本公式是ω?=5.0n 。 23、组成合成波的两种频率相近时，振动合成波将出现共振现象。 24、采样定理：采样频率s f 必须大于被测分析信号成分中最高频率m f 值的二倍以上，即用公式表示为m s f t f 2/1>?=。
振动传感器说明 (一)设计思路和方法 (二)先把检测振动传感器的引脚P2^4定义为vibrate，并把此引脚定义为输入端 口，即将P2^4引脚置1，并不断检测此引脚状态。当振动发生时，由于振动传感器内部被短接，因此检测到P2^4引脚的电平为0，所以，但P2^4引脚为低电平时，我们判断此时发生了振动，并点亮LED表示探测到振动。延时是为让用户更容易看到LED被点亮，待振动平稳了之后，又将熄灭LED 灯。 (三)振动传感器电路原理图 (四) (五)振动传感器原理 (六)本实验板中使用的振动传感器是一种简单的器件，管内有一跟固定的导线， 在这根导线的周围有另一根较细的导线以螺旋状环绕它。可以想象为一个弹簧中间有一跟导线。在不震动时，两根导线不会相碰，一旦振动发生，两根导线就会短接。所以我们只需判断导线是否短接了，就可以知道振动是否发生。 (七)程序设计流程图 (八) (九)I O引脚的配置 1. 数码管使能引脚 s bit led=P2^3; 2. 震动传感器信号引脚 (十)sbit daozhi=P2^4; //震动传感器 (十一)详细设计参见工程代码。 (十二)测试方法 1.用STC ISP默认设置，打开工程中的HEX并下载 敲一下板子使其振动，LED灯从右往左依次点亮；多次敲板子（振动多次），LED 灯从右往左依次点亮,八个LED灯全部点亮后再感受到振动会全部熄灭重新开始从右往左依次点亮。
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振动传感器有哪些类型 按机械接收原理分：相对式、惯性式； 按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式； 振动传感器按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。 以上三种分类法中的传感器是相容的。 1、相对式电动传感器 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器 惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。 1
振动测试是机械测量中非常重要的一项测试。而测振仪器中测振传感器又是最为重要的感受振动传输振动的重要仪器。测振传感器也叫做加速度传感器，一般情况下，测振仪器由加速度传感器，信号放大器、显示记录装置及分析设备等几部分组成。 在测振仪器中，传感器十分关键。通过它将待分析的物理量（如压力、流量以及振动位移、速度、加速度等）转化为电信号（如电压、电流）。根据振动量测的不同要求，相应发展了多种测振传感器。按被测振动参数，可分为位移式、速度式、加速度式或应变式以及测其他各种动力参数的传感器。按所采用的测量坐标系可分为相对式和绝对式传感器两大类：相对式传感器测定的是被测对象相对某一参考坐标系的振动；绝对式（也称惯性式）则是用来测定被测对象相对于大地的振动。绝对式振动传感器必须与被测振动体接触安装，删相对式传感器可以是接触式，亦可以是非接触式的。 振动测量中常用的传感器一般有电动式速度传感器，压电加速度传感器，涡流式位移传感器，应变片，力传感器等。每一种传感器在测振系统中都非常重要。电动式速度传感器是一种磁电式传感器，通过感应电动势的量测即可确定结构的振动速度。 压电式加速度传感器简称压电加速度计，当它与结构一起振动时，传感器内质量块在加速度作用下将产生惯性力而使晶体片加压，由于晶体片的压电效应而产生电荷，在一定的压力范围内，输出电荷与加速度成正比。所以通过对压电加速度计输出电荷的量测即可确定加速度的大小。这里关于测振系统中的传感器详细知识介绍今后将继续发布，测振系统传感器中传感器可以说是核心技术，没有传感器振动测量是纸上谈兵。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/653660264.html,/
振动传感器的选择与安装 Choice and Installation of the Vibration Transducer 涂骥 (江西省计量测试研究院, 江西南昌330002 摘要:在众多工程领域中, 机械振动和结构动力学问题日益突出, 随着测试技术的数字化、智能化和计算机化, 动传感器的选择, 是振动测试中首先要考虑的问题。本文以压电传感器为例, 关键词:振动传感器; 选择; 安装 在航空、航天、车辆、机械、土木、化工等工程领域, 机 械振动和结构动力学问题日益突出。析已成为机械、结构产品研究、设计、、不可或缺的重要手段、。, 。一般可选择加速度量振动。在给定频率下, 加速度、速度与位移之间的幅值相差一个圆频率因子, 相位差90°。在测量系统中, 可通过积分电路由加速度得到速度, 由速度得到位移。但是由于三类传感器原理构造的不同, 使用范围的差异, 在特定情况需选择恰当的传感器类型。 以压电传感器为例, 在选择加速度传感器时, 应主要考虑以下特性: (1 灵敏度。灵敏度是加速度传感器最重要的特性之一。理论上加速度传感器的灵敏度越高越好。但灵敏度越高, 压电元件叠层越厚, 导致传感器自身谐振频率下降, 影响测量频率范围。而且灵敏度高的压电加速度传感器自身质量大, 不利于轻小试件的测量。因现代测量系统能接受很低振级的信号, 因而灵敏度也不再是决定一切的因素。压电加速度传感器的灵敏度有电荷与电压两种。对于ICP 传感器主要是电压灵敏度。
(2 安装谐振频率。即压电加速度传感器安装在其质量相对很大的刚性基础上时的固有频率 f m = s 式中:k 为压电元件的等效刚度, 为传感器质量块的质量。该参数决定了加速度传感器的测量频率范围。通 常取测量频率范围为安装谐振频率的3 , 这时测得的振 动误差不大于1dB (约10% 。为了进一步提高测量精度, 可选择测量上限频率小于谐振频率的5～10 。 (3 传感器质量。当需要在测量对象上布置大量传 , 加速度传感器的质量大。因为在这种情况下必须考虑传感。其影响可由下式近似估算 f s =f m + m s 式中:为带传感器的结构固有频率, m a 和m s 分别为传感器附加质量和结构在该阶固有频率下的等效质量。一般来说传感器质量应小于有效质量的 10
电容式传感器——将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。下面就让艾驰商城小编对电容式传感器的结构及工作原理来一一为大家做介绍吧。 若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εS/d，式中ε为极间介质的介电常数，S为两极板互相覆盖的有效面积，d为两电极之间的距离。d、s、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。 因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类，即变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介质型电容传感器。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。 典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/653660264.html,/
根据不同的分类标准，有不同的分类，一般来说，有三种分类标准。按机械接收原理分：相对式、惯性式;按机电变换原理分：电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式;按所测机械量分：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。下面简单介绍几种振动传感器。 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。 压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理，机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。其原理是某些晶体（如人工极化陶瓷、压电石英晶体等，不同的压电材料具有不同的压电系数，一般都可以在压电材料性能表中查到。）在一定方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生，这种从机械能（力，变形）到电能（电荷，电场）的变换称为正压电效应。而从电能（电场，电压）到机械能（变形，力）的变换称为逆压电效应。 电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感元件电阻的变化量。实现这种机电转换的传感元件有多种形式，其中最常见的是电阻应变式的传感器。电阻应变片的工作原理为：应变片粘贴在某试件上时，试件受力变形，应变片原长变化，从而应变片阻值变化，实验证明，在试件的弹性变化范围内，应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游
现代计量测试1997年第5期 振动测量传感器的发展现状 谷 毅 (中国计量科学研究院,北京 100013) 摘要:本文对现代振动测量传感器的发展、种类、加工工艺、结构原理及传感器的主要性能指标做了简要介绍和分析,同时对它们在现代化工业领域中的应用也做了相应的介绍。 一、引 言 进入九十年代以来,随着半导体加工工艺的日完美,微电子技术的迅速发展,微机化机械加工技术和工艺的不断更新,现代振动与冲击测量传感器正朝着更小、更轻、更价廉物美、更高可靠性和更坚固耐用的方向发展。也正是因为具有了这些优点,才使得振动传感器在更多的领域得以应用。航空、航天等尖端技术的发展促进了振动测量传感器的研制与开发,采用新的微工艺加工的振动传感器无疑是对原有传感器的一次重大变革。而与此同时,传统的压阻、压电式加速度传感器的加工水平也在不断改进提高,这就使得测振传感器的发展和应用有了更广阔的空间。 二、加速度传感器 加速度传感器的应用几乎涉及了所有现代化工业领域,其中包括航空、航天、船舶制造、建筑、交通、能源工业、化工、机械和军工,它是结构模态分析、振动性能试验、振动控制工程所必需的基础元件。 1.微电容式加速度传感器 图1 微电容式加速度传感器结构原理图 图1所示的结构是微电容式加速度传感器中最常用 的一种。这种采用差动电容式原理的设计提高了传感器 的灵敏度和抗干扰能力。将微结构的质量块沉积在牺牲 层的多晶硅膜上,并经化学蚀刻形成。两固定电极是在玻 璃板表面上测射沉积的一层金属。此外,质量块表面也需 进行金属化处理,这样它与两固定电极之间便形成了具 有公共电极的两个电容。上述所有步骤都是在微米量级 的加工下完成的。当有加速度运动时,两个电容的电容量 发生差动变化,输出一个正比于加速度的电信号,而这一 电信号经一个与之一体的厚膜放大器放大后输出。 传感器的重量仅10克左右,并且具有-55～+125℃的工作温区,测量范围<±500m /s 2,工作频率范围为0～2k Hz,灵敏度则高达1000mV /g 以上。它除了可以很方便地与计算机联机对汽车、火箭、机车等结构进行模态分析和测试外,还可以用在电梯性能方面的测试。生产这类传感器的主